AGRADECIMIENTO

PRIMERO QUE NADA DOY GRACIAS A DIOS POR DARME LA FUERZA, Y LA SABIDURIA PARA REALIZAR ESTA TESIS, Y TENER UN NUEVO LOGRO EN MI VIDA, Y QUE AL REALIZAR ESTE ESTUDIO DE INVESTIGACIÓN DE MICROMETROS, CONTE CON EL APOYO DEL ING. RAUL JORGE ORTEGA CALDERON, QUE GRACIAS A SU EXPERIENCIA, ME INTRODUJO AL CAMPO DE LA METROLOGÍA,Y CON ELLO ME MOTIVO PARA REALIZAR ESTA TESIS, LA CUAL NO HUBIERA PÓDIDO CONCRETAR SIN SU DIRECCION GRACIAS. Y EN ESPECIAL AGRADECIMIENTO A MI COMPAÑERA Y AMIGA, SUSY POR SU PACIENCIA, DEDICACION Y APOYO INCONDICIONAL EN TODO MOMENTO.

CON AFECTO PERLA C. XOLALPA RAMIREZ

MEXICO D.F. OCTUBRE DEL 2009

INDICE

OBJETIVO…………………………………………………………...1 JUSTIFICACION…………………………………………………… 2 INTRODUCCION…………………………………………………... 3

CAPITULO 1 CALIBRACION 1.1 ¿Qué es metrología Dimensional? ................................... 5 1.2 ¿Qué importancia tiene la Calibración?........................... 15 1.3 Informes de Calibración…………………………...…...…. 19 CAPITULO 2 MICROMETROS 2.1 2.2 2.3 2.4

Principio del Micrómetro ………………………………… Componentes de un Micrómetro………........................ Diferentes tipos de Micrómetros……………………....... Micrómetros para Aplicación Especial………………….

26 31 38 45

CAPITULO 3 METODO DE CALIBRACION DE MICROMETROS DE EXTERIORES 3.1 Procedimiento de Calibración……………………………… 54 3.2 Errores en la Medición………………………………………. 70 3.3 Registro y Medición………………………………………….. 74 CAPITULO 4 NORMAS……………………………………………. 81 CAPITULO 5 CUIDADOS GENERALES DE UN MICRÓMETRO.98 CONCLUSIONES…………………………………………………...101 BIBLIOGRAFIA Y NORMAS DE REFERENCIA……………… 102

INDICE DE FIGURAS Titulo de la figura pág. Micrómetros Laser…………………………………………………… 4 Juegos de Bloques Patrón …………………………………………. 13 Patrones de Referencia……………………………………………... 17 Instrumento de Pasa, No Pasa (SNAP GAGE)……………………….. 18 Informe de Calibración………………………………………………. 22 Informe de Calibración con Topes Intercambiables……………… 23 Lectura de un Micrómetro en mm………………………………….. 27 Lectura de la Escala (nonio)………………………………………... 28 Lectura de un Micrómetro en (pulg)………………………………... 29 Textura del Micrómetro de Exteriores……………………………… 30 Partes del Micrómetro de Exteriores……………………………….. 32 Freno del Micrómetro………………………………………………… 37 Partes de un Micrómetro de Interiores…………………………….. 38 Micrómetro de Interiores de 2 Puntos de Contacto……………….. 40 Micrómetro de interiores de 3 Puntos de Contacto……………….. 40 Micrómetro de Profundidades……………………………………... 42 Micrómetro de Exteriores Digital……………………………………. 42 Micrómetro de Exteriores Mecánico………………………………... 43 Micrómetro de Exteriores con Puntas……………………………… 44 Micrómetro de Exteriores con Puntas Esféricas………………….. 46 Micrómetro de Exteriores Tipo Cilíndrico………………………….. 46 Micrómetro para Ranuras…………………………………………… 47 Micrómetro para Ceja de Latas…………………………………….. 47 Micrómetro Indicativo………………………………………………... 48 Micrómetro de Exteriores con Doble Tambor…………………….. 49 Micrómetro de Exteriores con Cuchillas…………………………... 49 Micrómetro de Exteriores Tipo Discos…………………………….. 49 Micrómetro para Ranuras de Interiores…………………………… 50 Micrómetro de Exteriores con Topes de Arco en “V”……………. 50 Micrómetro de Exteriores para Espesor de Lamina……………… 51 Micrómetro para Dientes de Engrane……………………………… 52 Micrómetros de Exteriores para Dimensiones Mayores a 25mm (1) pulg…………………………………………………………………….. 53 Verificación de la fuerza del Trinquete…………………………….. 56 Verificación de planitud, con Paralelas Ópticas…………………...59 Uso de Bloques Patrón (calibración del Micrómetro)…………….59 Calibración de Barras de Ajuste a Cero……………………………59 Deflexión del Arco del Micrómetro………………………………….60 Formato de Captura de Datos……………………………………… 69

Errores en la Medición……………………………………………… 73 Formato de Datos Vacio……………………………………………… 78 Formato de Barras de Ajuste a Cero……………………………….. 79 Formato de Datos Capturados……………………………………… 80 Cadena de Trazabilidad……………………………………………… 95 Acreditamiento Ante la EMA………………………………………… 96 Cuidados Generales del Micrómetro ……………………………….100

OBJETIVO ESTA TESIS TIENE POR OBJETO MOSTRAR LOS PASOS GENERALES Y ESPECIFICOS A SEGUIR EN LA CALIBRACION DE UN INSTRUMENTO DE MEDICION, Y PARA EJEMPLIFICAR EL PROCESO DE CALIBRACION USAREMOS EL CASO DE “MICROMETROS”, INSTRUMENTOS DE AMPLIO USO EN LA INDUSTRIA METAL MECANICA. PARA LA CALIBRACION DE OTROS INSTRUMENTOS Y EQUIPOS LOS PASOS Y PROCESOS A SEGUIR SON SIMILARES, SOLO QUE SE DEBERAN APLICAR LAS NORMAS Y REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS PARA CADA TIPO DE INSTRUMENTO. ELOBJETIVO DE LAS CALIBRACIONES Y RECALIBRACIONES ES GARANTIZAR QUE LAS MEDICIONES Y EVALUACIONES SE EFECTUEN CON INSTRUMENTOS Y EQUIPOS CALIBRADOS, DE MANERA QUE SE EVITEN ERRORES DE MEDICIÓN (PRINCIPALMENTE LOS ERRORES SISTEMATICOS EN LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION) QUE AFECTEN LAS MEDICIONES Y POR LO TANTO EL CUMPLIMIENTO DE LOS REQUERIMIENTOS.

1

JUSTIFICACION A NIVEL INTERNACIONAL Y NACIONAL LAS NORMAS DE LAS SERIES “ISO” QUE SE REFIEREN A LA GESTION DE LA CALIDAD APLICABLES TANTO EN LA INDUSTRIA COMO EN EL COMERCIO, DEMANDAN QUE LOS INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICION QUE SE USAN PARA LA EVALUACION DE LA CONFORMIDAD EN REQUERIMIENTOS Y ESPECIFICACIONES CONTRACTUALES, ESTEN BAJO UN PROGRAMA DE CALIBRACIONES CON SU DEBIDA TRAZABILIDAD A LOS PATRONES NACIONALES O INTERNACIONALES, Y EFECTUADAS DE PREFERENCIA POR LABORATORIOS CON RECONOCIMIENTO OFICIAL. PARA ELLO CADA INSTRUMENTO O EQUIPO DE MEDICION, DEBE CUMPLIR CON LAS NORMAS APLICABLES, Y EN AUSENCIA DE ELLAS LAS CALIBRACIONES DEBEN HACERSE BAJO REQUERIMIENTOS ESPECIFICOS Y DE COMUN ACUERDO EN EL USUARIO Y QUIEN EFECTUA LAS CALIBRACIONES.

EN LA CALIBRACION DE INSTRUMENTOS Y EQUIPOS DE MEDICION SE PRESENTAN DOS CASOS. EL PRIMERO ES LA CALIBRACION DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION, QUE SE USARAN PARA LA CALIBRACION DE OTROS INSTRUMENTOS DE MEDICION, ESTABLECIENDO ASI, LA TRAZABILIDAD A PATRONES NACIONALES O INTERNACIONALES Y LA EVALUACION DE INCERTIDUMBRE INVOLUCRADA. EL SEGUNDO ES LA CALIBRACION DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION, QUE SE USARAN PARA EVALUAR LA CONFORMIDAD DE LAS ESPECIFICACIONES Y LOS REQUERIMIENTOS EN PRODUCTOS O PROCESOS.

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INTRODUCCION DEBEMOS CONSIDERAR COMO PARTE FUNDAMENTAL LA IMPORTANCIA DE MEDIR, EL PORQUE HACERLO, Y EL PORQUE ESTAR CAPACITADO PARA HACERLO, MEDIR ES EL RESULTADO DE UNA COMPARACION CUANTITATIVA ENTRE UN ESTANDAR PREDEFINIDO, Y UNA MAGNITUD DESCONOCIDA, AFIN DE PODER COMPARAR; Y PARA ELLO SE HAN ESTABLECIDO ALGUNOS ESTANDARES, COMO LONGITUD, MASA, TIEMPO TEMPERATURA Y CANTIDADES ELECTRICAS, ESTOS ESTANDARES TIENEN ACEPTACION INTERNACIONAL Y SE LES CONSERVA EN CONDICIONES DEL MEDIO AMBIENTE. HAY METODOS FUNDAMENTALES PARA MEDIR: ES EL DE COMPARACION DIRECTA CON EL ESTANDAR PRIMARIO O SECUNDARIO Y EL OTRO POR COMPARACION INDIRECTA CON UN ESTANDAR ATRAVES DE UN SISTEMA CALIBRADO. AHORA BIEN LO IMPORTANTE DEL PORQUE MEDIR ES PROBAR EL FUNCIONAMIENTO DE LAS COMPONENTES QUE CONSTITUYEN EL SISTEMA, Y FINALMENTE, LA FUNCION DEL PROPIO INSTRUMENTO. EL ANALISIS SE LLEVA A CABO SOBRE LOS RESULTADOS NUMERICOS QUE SE OBTIENEN AL MEDIR EL INSTRUMENTO DE MEDICION, YA QUE ES UN COMPONENTE ESENCIAL DE UN SISTEMA DE CONTROL AUTOMATICO. EL MEJORAMIENTO EN LA EXACTITUD DEL MAQUINADO, HA INCREMENTADO, POR LO QUE EN LA DEMANDA DE MEDICION CON ULTRA-ALTA EXACTITUD, A DESPERTADO UNA CRECIENTE NECESIDAD DE MEDICION SIN CONTACTO, CON EL OBJETIVO DE ASEGURAR GRAN EXACTITUD, Y AL MISMO TIEMPO EVITAR UN POSIBLE DAÑO QUE PUEDA ESTAR INVOLUCRADO EN LOS POSIBLES METODOS DE CONTACTO, HAY UN METODO BASTANTE BUENO PARA ESTAR DENTRO DEL RANGO DE EXACTITUD,SOLO QUE ES SOFISTICADO Y AUNQUE EFICIENTE, NO ESTA AL ALCANCE DE TODOS, SIN EMBARGO LO MENCIONAREMOS DANDOLE ESPECIAL IMPORTANCIA EN EL CAMPO DE LA EXACTITUD Y LA METROLOGIA, ES EL MICROMETRO LASER EL CUAL TIENE UN PESO EN LA INDUSTRIA , ES UN TIPICO SISTEMA 3

DE MEDICION , EL CUAL USA UN METODO DE BARRIDO CON HAZ LASER, ESTE MIDE LA DIMENSION DE LA PIEZA MEDIANTE EL BARRIDO CON UN HAZ LASER DE GRAN EXACTITUD, ES CAPAZ DE MEDIR PIEZAS A ALTA VELOCIDAD QUE SON DIFICILES DE MEDIR, INCLUSO CON LOS INSTRUMENTOS CONVENCIONALES,LLEVA A CABO MEDICIONES SIMPLES Y EXACTAS DE OBJETOS ELASTICOS O FRAGILES, PIEZAS A ALTA TEMPERATURA, OBJETOS QUE DEBEN ESTAR LIBRES DE SUCIEDAD Y PIEZAS DE MATERIAL SUAVE QUE PUDIERAN SUFRIR CAMBIOS DIMENSIONALES CAUSADOS POR DETERMINADA FUERZA DE MEDICION.fig. (“0”) Micrómetro de Barrido Laser

Fig. (“0”) 4

“CALIBRACION”

1.1 1.2 1.3

¿Qué es Metrología Dimensional? ¿Qué importancia tiene la calibración? Informes de Calibración

1. CALIBRACION 1.1 ¿Qué

es Metrología Dimensional?

A medida que avanzaba la civilización, el hombre comienza a usar para las medidas de longitud “Patrones Naturales” como: pie, pulgadas, dedo, palma, brazo etc., que eran fácilmente transportables y que tenían cierta uniformidad. En su acepción más general se define a la metrología como la ciencia de la medición y su etimología proviene de las palabras griegas; Metrón=Medida; y logos=tratados o estudios. Metrología es la ciencia, que tiene por objeto el estudio de los sistemas de pesas y medidas, a la metrología puede considerársele dividida de la siguiente manera: General, aplicada de la calidad y legal. Metrología general; es aquella parte de la metrología que comprende el estudio de mediciones generales, y de aquellas que son independientes de una o de algún grupo determinado de magnitudes, entre esta se encuentran los problemas de errores de medición y problemas sobre las características metrológicas de los medios de medición. Metrología aplicada; se ocupa de la medición con aplicación definida, comprende las mediciones de una determinada magnitud 5

(masa, longitud, tiempo, otras.) y mediciones de cantidades de las magnitudes que forman parte de una determinada rama de la actividad humana (industrial, medica, otras). Metrología de la calidad; esta metrología se encarga de las cuestiones metrológicas relativas al control de la calidad, y su interés es por el control de las mediciones y de sus resultados, que intervienen en el estudio de la calidad de materias primas, materiales, instrumentos e instalaciones industriales. Metrología legal; parte de la metrología que se ocupa de las disposiciones y regulaciones organizativas, así como las técnicas y jurídicas interrelacionadas e interdependientes, dirigidas al aseguramiento de la uniformidad de las mediciones y de los medios de medición. Comenzaremos por saber qué relación hay entre la metrología y la calibración. La calibración es el conjunto de las operaciones que establecen, en condiciones especificadas, la relación entre los valores indicados por un instrumento de medida. Hoy día contamos con el sistema internacional de unidades (SI), el cual es una versión modernizada del sistema métrico establecido por acuerdo internacional, suministra un marco lógico interconectado con todas las mediciones 6 de ciencia, industria y comercio, todas las

demás unidades del (SI) se derivan desde estas unidades, los múltiplos y submúltiplos son expresados en un sistema decimal.

UNIDADES BASE Magnitud = nombre - símbolo () Longitud = metro - (m) Masa = kilogramo - (kg) Tiempo = segundo - (s) Corriente Eléctrica = ampere - (A) Temperatura = kelvin - (K) Cantidad de substancia = mol - (mol) Intensidad Luminosa = candela - (cd) El metro* ,unidad fundamental del sistema , corresponde a la escala de lo que mide el hombre en la vida diaria ; por ejemplo, el metro es muy pequeño para expresar la distancia entre la Ciudad de México y París , ya que se requeriría, pues una cifra demasiado grande, considerando lo anterior los submúltiplos del metro son, el milímetro el cual es, equivalente a la milésima parte de un metro; el micrómetro , equivalente a la millonésima parte de un metro ,el nanómetro equivalente a la milmillonésima *Definición

Metrología Ramón Zeleny

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Parte de un metro y los siguientes, que se verán adelante. El kilogramo es la masa igual a la del prototipo internacional del kilogramo (1ª y 3ª CGPM-1889 y 1901) El segundo es la duración de 9 192 631 770 periodos de la radiación correspondiente a la transición entre los dos niveles hiperfinos del estado fundamental del átomo de cesio 133 (13ª CGPM-1967, Resolución 1). El ampere es la intensidad de una corriente eléctrica constante que mantenida en dos conductores paralelos rectilíneos, de longitud infinita, cuya área sección circular se considera despreciable, colocadas a un metro de distancia entre si, en el vacío, producirá entre estos conductores una fuerza igual a 2 x 10-7 newton por metro de longitud (13ª CGPM 1948, Resolución 2). El kelvin es la fracción 1/273,16 de temperatura termodinámica del punto triple del agua (13a.CGPM 1967, Resolución 4). La candela es la intensidad luminosa en una dirección dada de una fuente que emite una radiación monocromática de frecuencia 540 x 8

1012 hertz cuya intensidad energética en esa dirección es de 1/683 watt por esterradian (16ª.CGPM-1979, Resolución 3). El mol es la cantidad de sustancia que contiene tantas entidades elementales como existan átomos en 0,012kg de carbono 12 (14ª.CGPM1979, Resoluciòn 3). UNIDADES SUPLEMENTARIAS Angulo Plano = Radián (rad) Angulo Solido = esterradián (sr) El radian es el ángulo plano comprendido entre dos radios de un circulo y que interceptan sobre la circunferencia de este círculo, un arco de longitud igual a la del radio. El esterradian es el ángulo solido que tiene si vértice en el centro de una esfera, y, que intercepta sobre la superficie de esta esfera, una área igual a la del cuadrado que tiene por lado el radio de la esfera. El trabajo de la metrología es describir en orden esta experiencia, un trabajo que la curiosidad del hombre ha conducido por muchos siglos y que presumiblemente nunca terminara, por fortuna el metrologo ha seleccionado como 9

campo de estudio una porción especial de la gran variedad de experiencias humanas. Al principio, el metrologo va adquiriendo esta experiencia en forma pasiva para describir tanto lo que ve como lo que escucha, el mundo que está poblado por estas creaciones y trabajos de la imaginación e ingenio del metrologo es de las unidades, sistemas de unidades, trazabilidad, patrones, normas, métodos, sistemas de certificación, especificaciones etc. La metrología es la descripción de una parte de la experiencia humana por medio del lenguaje y la escritura, aparte de la gran escritura que se requiera para exponer el resultado de los experimentos, la medición es el tipo más importante de experimento, cualquiera que realice dichas actividades de metrología (es metrologó), los datos que el metrologó ha obtenido es por medio de la observación de los eventos o fenómenos siguiendo las leyes metrológicas. La continua fertilización de los experimentos con la teoría y la verificación de esta con la experimentación a marcado el desarrollo de la metrología, una teoría metrologica es exitosa cuando es totalmente capaz de predecir leyes que actualmente pueden comprobarse, es mejor cuando predice algo que nadie a observado aun y después su predicción es verificada; hay un punto más cerca de la construcción de teorías 10

metrologicas, es necesario tener exactitud de la definición y uso de conceptos para usarse en metrología, un concepto debe tener un significado bien definido y solo un significado, las mediciones empezaron a reemplazar a las observaciones puramente cualitativas, y la temperatura se comenzó entonces a medir con termómetros más exactos, fueron inventados medidores eléctricos de varias clases, fueron construidas balanzas mas exactas etc. Lo cual significo un gran avance de exactitud en 1870 se llevo a cabo en parís una conferencia internacional sobre longitud, en mayo de 1875 diecisiete naciones firmaron el tratado internacional del sistema métrico, por medio del cual se fundó la oficina internacional de pesas y medida, en 1876 empezó a fabricarse y también a reproducirse el prototipo del metro para las naciones que participaron en el tratado, se hicieron 32 barras, las cuales se componían de 90% de platino y 10% de iridio estas barras eran de 1020mm de largo y de forma de “x” en su sección transversal , las caras de más de 8mm en la vecindad de los bordes, se pulieron y se les grabaron líneas de graduación de 6 a 8µm de ancho luego la distancia total entre líneas se complemento hasta llegar a un metro la temperatura siempre se mantuvo lo más cercana posible a los 20ºc*. *PROY-NMX-CH-001-IMNC-2004 11

A México le fue asignado el patrón #25, el 25 de septiembre de 1889, el cual quedo en custodia en la secretaria del fomento, y actualmente lo custodia la dirección general de normas de la secretaria de comercio y fomento industrial. Así como el metro tiene gran importancia en la industria, y en la medición, también se tienen que considerar la participación de los bloques patrón, para hacer las calibración se requieren bloques patrón aprobados, es decir calibrados. Los bloques patrón se desgastan durante su uso, la cantidad de desgaste inevitablemente resulta en bloques patrón desgastados mas allá de la especificación original para cuando están nuevos. Debe tomarse en cuenta que el grado de los bloques patrón tiene que ser adecuado al propósito de medición, por lo que es deseable que el usuario establezca criterios de acuerdo a las condiciones de cada aplicación.fig. (1) Algunos juegos de Bloques patrón contienen las paralelas ópticas para verificar el paralelismo en los micrómetros. Fig. (2) Fueron publicadas en un cambio importante en 1997 la norma JIS B7506, en 1998 la norma ISO 3650 y en 1999 la norma BS 4311 parte 1, que el grado K sustituye al anterior grado 00, el grado K tiene la misma tolerancia de longitud que el grado 0. 12

El grado K conserva la tolerancia de variación de longitud del anterior grado 00, también conserva la tolerancia de planitud. El grado K, tiene que ser calibrado por interferometría y es usado para la calibración por comparación de los grados 0,1 y 2. Para calibración de instrumentos se recomienda grado 0. El grado 0 tiene la menor tolerancia de longitud pero el grado K tiene la menor tolerancia de variación de longitud.

Fig. (1)

fig. (2)

Los patrones de referencia, de trabajo y de verificación de laboratorios secundarios e industriales, además de los instrumentos de medición ordinarios, deben ser calibrados a intervalos de calibración establecidos en base a la estabilidad, propósito y grado de uso del equipo. Estos instrumentos son utilizados en condiciones muy particulares de uso (frecuencia uso, severidad de uso, transportación, condiciones

13

ambientales variables). Con la suma de cada una

de estas condiciones, se puede aumentar la probabilidad de que los resultados de las mediciones de estos instrumentos de medición estén fuera de tolerancia. La selección y documentación de un intervalo de calibración es elemental y debe ser establecido por todo buen sistema de calidad.

14

1.2 ¿QUE IMPORTANCIA TIENE LA CALIBRACION? Los procedimientos de calibración serán las instrucciones de trabajo para la persona que efectuara las calibraciones, todo procedimiento de calibración tiene que estar documentado, la importancia de la calibración dentro de una industria es de carácter delicado y de igual forma interesante. Para la calibración periódica llevada a cabo internamente en una compañía cualquiera, difícilmente se tendrá la capacidad que un laboratorio comercial y por tanto, siempre será necesario identificar que se puede hacer internamente, y que requerirá el uso de servicios de calibración contratados. Calibrar internamente requiere además de la documentación del sistema de calibración: Tener patrones para calibración (calibrados). Personal capacitado. Contar con las condiciones ambientales adecuadas. (20°C)* Una vez decidido que es lo que se calibrara internamente los procedimientos de calibración reflejaran exactamente lo que se hará, con qué y en qué condiciones, además de fijar criterios de aceptación y definir qué acción se tomara si *Proy-NMX-CH-001-IMNC-2004

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no llegara a cumplirse en determinado caso con el criterio de aceptación. Al usar las normas como referencia, para el laboratorio de procedimientos de calibración solo será necesario identificar el método de verificación de la exactitud y el correspondiente criterio de aceptación. El metrologó construye sentidos y percepciones de los grupos de fenómenos, un experimento es controlado en cuanto a la percepción sensoria que se tiene de el, y bueno toda calibración o prueba se debe cuidar para evitar errores bastante notables, porque va ligado con la calidad de prueba o calibración. La calibración tiene ciertas ideas acerca del procedimiento y el resultado, sin embargo se tiene que esperar un resultado positivo, y considerarlo con la mente abierta. El metrologó realiza siempre una serie de operaciones manuales para lograr un objetivo, y una manera de entender el concepto de calibración como tal, es asociarlo directamente con el termino comparación agregando, que lo que se está comparando es el valor de ambos instrumentos sometidos a prueba, y teniendo un patrón de medición de mayor exactitud, al efectuar la comparación, se obtendrá una diferencia entre el valor indicado por el instrumento y el del patrón. Fig. (3) 16

Fig. (3)

Y con ello para poder determinar si el equipo de medición puede ser utilizado, o si se requiere ajuste, necesita reparación o debe darse de baja, y reponerse por uno nuevo, será necesario conocer el error instrumental permisible, para el equipo de medición que se esté calibrando. En cualquier caso se debe tener presente las normas o especificaciones del fabricante. El ajuste o la reparación posiblemente requiera de una persona capacitada, dependiendo de qué tan grave sea el problema encontrado, y así asegurar una calidad de vida del instrumento, por ello la importancia de la calibración; en la industria es una forma de considerar la exactitud, incluso en donde se trabajan bajo exactitud y a prueba de pasa no pasa, o incluso 17

donde se usan maquinas fresadoras y tornos es importante el uso de un micrómetro calibrado, el cual generara confianza en el operario y se obtendrán datos correctos de cada medición que se haga. La importancia de la calibración en especial en los micrómetros, en la industria metalmecánica es fundamental ya que en tiempos en los que, se usaba el método de pasa no pasa, fig. (4) se tenían muchos rechazos en su producción y además generaban perdidas bastante notorias en el sector monetario, por ello también cada empresa tiene su programa de reecalibración de sus micrómetros, dependiendo su programa en cuanto a sus auditorías tanto internas, como externas. Esto nos permite a los laboratorios respetar el tiempo de calibración.

Fig. (4)

18

1.3 INFORME DE CALIBRACION El informe de calibración o reporte de medición son la evidencia del resultado de la calibración o de la medición, y tienen que contener la suficiente información para poder producir el proceso de calibración o medición llevada a cabo. Algunos de los puntos que deben contener dichos reportes son: el resultado completo de la medición, así como las condiciones imperantes durante la calibración. Las características de lo que debe contener dicho Informe son: Condiciones ambientales La incertidumbre Evidencia de que las mediciones son trazables. El informe tiene que estar relacionado con las magnitudes y resultados funcionales. Cuando se ajusta o repara el instrumento se debe tomar nota de los nuevos resultados.

Cada informe requisitos:

debe

tener

los

siguientes

A-.titulo B-.nombre y dirección de laboratorio 19

C-.una identificación que coincida con el aparato D-.nombre y dirección del cliente Para interpretación de resultados debe contener lo sig.:
las desviaciones, (condiciones ambientales)
cuando cumple o no los requisitos
La incertidumbre es necesaria para cuando afecta al cumplimiento con los límites de una especificación.
cuando sean necesarias las opiniones o interpretaciones.
la información adicional requerida por los clientes. Los resultados de las pruebas de calibración deben incluir;

cada

A) la fecha B) datos de equipo sometido a prueba C) procedimiento usado D) detalles del medio ambiente que afecten resultados. Una especificación de que se sale de lo concerniente a la norma (extracto de la NMXEC-17025-IMNC-2006). 20

Informe de conformidad: Este informe establece que un instrumento ha sido inspeccionado mediante comparación con patrones que son trazables al patrón nacional de longitud y encontrado dentro de la tolerancia requerida, este informe no dará medidas exactas. Informe de exactitud: Un enunciado general de que los patrones han sido inspeccionados mediante comparación con patrones que son trazables al patrón nacional de longitud, usado con barras y anillos para ajuste del cero de micrómetros entre otros. Informe de inspección: En este certificado establece que un patrón o instrumento ha sido inspeccionado mediante comparación con patrones que son trazables al patrón nacional de longitud, dando cada una las desviaciones de las medidas nominales, utilizado, en el caso de bloques patrón. El informe además de tener todos los datos del instrumento, ya mencionados, también debe llevar etiqueta, ya sea de aceptado, rechazado o uso limitado, este último se hace responsable el cliente de su uso, ya que puede sobrepasar ligeramente el error permisible. Todo informe tiene su sello que garantiza su autenticidad. 21

Fig (5) Este informe es claro el que usaremos en

la calibración de los micrómetros de exteriores.

22

Este informe es el que usaremos con Topes Etiqueta Aceptado Datos de la Empresa (Cliente) Datos del Micrómetro Cálculos del Micrómetro Dato de la Tempera. Controlada

Sello Autentico

Fig. (5) Si el micrómetro contiene barras de ajuste a cero entonces la otra parte del informe es, donde tiene capturados los datos de las barras, y también de la combinación de estas con el micrómetro. Como lo mostramos en la fig. (6) 23

Este informe es claro que se usara para, las barras de Ajuste a Cero datos del lab. Que prestara Su servicio

Numero de Informe

Incertidumbre

Calculo de Los topes Intercam.de Las barras

Calculo de las Barras de Ajuste a cero Sello y

Firma

Fig. (6) Como se puede apreciar en la fig. (5), es la primera parte de un micrómetro equipado con barras, y topes intercambiables, la fig. (6) nos muestra la segunda parte de dicho informe, así como sus datos de cada procedimiento de la calibración efectuada en el micrómetro. 24

“MICROMETROS”

2.1 2.2 2.3 2.4

PRINCIPIO DEL MICROMETRO COMPONENTES DE UN MICROMETRO DIFERENTES TIPOS DE MICROMETRO MICROMETROS PARA APLICACIÓN ESPECIAL

MICROMETROS 2.1-. PRINCIPIO DEL MICROMETRO El micrómetro, (del griego micros, pequeño y metrón, medición), también llamado tornillo de palmer, es un instrumento de medición cuyo funcionamiento está basado en el tornillo micrométrico, y que sirve para medir las dimensiones de un objeto con alta precisión del orden de centésimas de milímetros 0.01mm y de milésimas de milímetro 0,001mm (micra). El micrómetro cuenta con dos puntas que se aproximan entre si mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala (la cual puede incluir un nonio) fig.1 (b); la máxima longitud de medida del micrómetro de exteriores normalmente es de 25mm(1)pulg., es necesario disponer de un micrómetro para cada campo que se requiera, 0-25mm (01)pulg.,25-50mm (1-2) pulg.,50-75mm (2-3) pulg. etc. Los micrómetros de pulg, tienen un tornillo de 40 hilos por pulg y paso de .025 pulg. Ahora bien es importante verificar , que el micrómetro este siempre en cero, al no estar lo mejor será ajustarlo a cero, la manera de hacerlo es la siguiente: 25

• limpiar las caras de medición del tope fijo y del husillo con un trozo de gamuza. • aplicar una fuerza de medición entre las caras de medición del husillo y del tope fijo dando vuelta al trinquete, asegurando que la línea cero del tambor coincida con la línea de referencia en el punto cero, y si las líneas no coinciden, entonces se hará otra operación. Cuando el error está (0.001) pulg.

entre

+/- 0.01mm

a) fijar el husillo b) colocar la llave de ajuste en el agujero localizado detrás del cilindro y girar de acuerdo con la desviación observada hasta que la línea de referencia del cilindro coincida con la línea cero del tambor. Cuando el error es mayor que +/0.01mm (0.001) pulg. 1) fijar el husillo 2) aflojar el trinquete con la llave de ajuste jalar el tambor hacia el trinquete para inducir una pequeña tensión entre el tambor y el husillo (que los separe) 3) haga coincidir la línea cero del tambor con la línea de referencia del cilindro, y apriete 26

completamente el trinquete con la llave una desviación más pequeña puede corregirse mediante el procedimiento descrito, y la lectura del micrómetro será de la siguiente manera. 1-. Notar que el tambor se ha detenido en un punto más allá de la línea correspondiente a 4mm. 2-. Notar también que una línea adicional (graduación de 0.5mm) es visible entre la línea correspondiente a 4mm y el borde del tambor. 3-. La línea 49 sobre el tambor corresponde con la línea central del cilindro de la siguiente manera: Ejemplo: 0.5 línea entre el 4 y el tambor línea del tambor que ha pasado la línea del 0.49 cilindro línea vernier coincidiendo con el 0.004 tambor lectura total 4.994mm Como se puede ver en la fig. 1. (a) Para lecturas en micrómetros de (µm)

27

se debe tomar la lectura hasta centésimas de milímetro en la misma forma que en el ejemplo ya mencionado, cuando la línea central del cilindro queda entre dos líneas del tambor, la cantidad desconocida se lee utilizando la escala vernier marcada sobre el cilindro. a) el vernier que esta sobre el cilindro nos da lecturas con incrementos 0.001mm (1µm). b) para leer el vernier, busque cual línea sobre la escala coincide con la línea sobre el tambor, y tome la lectura del número indicado a la izquierda de la escala vernier, nunca tome el número del tambor. (fig. 1 (b) )

Fig. 1 (a)

1 (b)

Para lecturas en milésimas de pulgada: primero se toma la lectura del cilindro, (note que cada graduación corresponde a 0.025 de pulg) y luego la del tambor sume las 2 para obtener la lectura total.(fig. 1 (c) 28

Lectura sobre el cilindro------------------------- .200 Lectura entre el 2 y el tambor -----------------.025 Línea del tambor con la línea del cilindro-- .001 Lectura total =.226pulg

Fig.1(c) El micrómetro comienza por ser una rosca de tornillo se remonta a la era de James Watt, cuyo micrómetro inventado en 1772 daba lecturas de 1/100 de pulg en la primera caratula y 1/256 de pulg en la segunda, en el siglo pasado se logro que el micrómetro diera lecturas de (.001) pulg. fig. 1(d) El principio del micrómetro incorporado en estos modelos iníciales esta aun intacto ; avances en la tecnología de manufactura mejoraron el diseño y la aplicación de este así como el mecanismo de lectura, el cual es confiable y se ha llegado a la exactitud requerida por la industria. Cerca de 1950 los husillos de los micrómetros se rectifican después de endurecerlos, reemplazando así 29

los métodos de torneado, y así también se uso el carburo para los topes de medición, y con el desarrollo de los circuitos integrados y pantallas de cristal liquido en los años 70 entraron al mercado los micrómetros digitales electrónicos, y actualmente los topes de carburo se están cambiando por los de cerámica.fig.1 (e)

Fig. 1(d)

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2.2-.COMPONENTES DEL MICROMETRO La operación de un micrómetro se basa en que, si un tornillo montado en una tuerca fija se hace girar, el desplazamiento de este en el sentido longitudinal, es proporcional al giro dado. El micrómetro tiene una escala longitudinal línea que sirve de riel, y en su parte superior presenta las divisiones de milímetros enteros y en la inferior de los medios milímetros, cuando el tambor gira deja ver estas divisiones. Las partes que lo componen son las siguientes fig.3 (a): Arco Tope de medición Tuerca Freno del husillo Cilindro Husillo con tope Arillo de ajuste Tornillo Tambor Trinquete El arco Los hay en una gran variedad y diseños, tamaños y materiales están disponibles para 31

los arcos de un micrómetro de exteriores, los materiales para los arcos incluyen ; hierro fundido, hierro forjado, fundición de aleación ligera, arco etc. Por lo general se construyen de metal solido, pero los micrómetros más grande pueden ser arcos tubulares.fig.3 (b) Yunque

Husillo

Seguro

Perilla del trinquete

Manguito Marco o Cuerpo

Escala Graduada

Fig. 3(a) Partes del micrómetro

Fig.3 (b)

32

De hecho los micrómetros considerando desde el punto de vista que el arco debe satisfacer los siguientes requerimientos: Estabilidad a largo plazo, aquí podemos considerar el material del que es construido. Alta rigidez, livianos (incluyendo a micrómetros más grandes) el factor peso, concierne a la operabilidad, si un micrómetro es demasiado pesado, nos va provocar no solo problemas, sino también dificultad para trabajar con él, y nos provocara más series de dificultades. Tope de medición Típicamente el diámetro en el tope de medición es de 6.35mm (0.25pulg) en micrómetros de hasta 300mm (12pulg) de tamaño y de 8mm (0.32pulg) en los mayores, por lo regular el material que mejor se presta para este tipo de topes en el micrómetro es el carburo, y en los que tienen topes de medición sin superficies planas es acero de herramienta endurecido más comúnmente. Su acabado en las superficies planas es con una tolerancia muy pequeña, porque la rugosidad y los errores de forma de las superficies de medición afectan la exactitud de esta. 33

Ajuste de las partes roscadas Los requisitos básicos son los siguientes: • Exactitud y uniformidad en el paso de la rosca • Concentricidad entre las partes roscadas y las no roscadas. • juego apropiado en roscas en dirección axial y radial para un movimiento suave y resistencia al desgaste. • El movimiento correcto del husillo depende de la fabricación correcta , pero sobre todo de las pruebas de calidad de fabrica, aunque hay que tomar en cuenta que se puede reajustar, aflojando o apretando el arillo de ajuste. • La condición de ajuste no deberá perderse aunque las roscas estén desgastadas después de un largo tiempo de uso. Mencionaremos algunos métodos para ajustar las roscas internas: La rosca interna por lo regular está dividida en dos secciones, una fija y la otra parte es forzada mediante un resorte y puede moverse 34

en dirección axial, este tipo de diseño mantiene las partes roscadas interna y externa en contacto sobre el flanco. En lugar de utilizar ranuras, la pared de la tuerca es delgada, otra tuerca cónica es utilizada para ajustar el diámetro de paso. Otra construcción similar, pero con ranuras localizadas en la porción central, el diámetro de paso de la rosca interna es menor en el centro que en los extremos. La rosca hembra, tiene 3 ranuras, uniformes espaciadas alrededor de la circunferencia, que se extiende a la mitad de la tuerca cónica, la cual es utilizada para ajustar el diámetro de paso de la porción ranurada. Es otra construcción similar, solo que la tuerca es apretada en un extremo sin utilizar una tuerca cónica. El ajuste de la parte roscada en los micrómetros lo hace el fabricante de modo que los hilos hagan un contacto uniforme, el reajuste es necesario siempre que el ajuste se pierda, y antes que el desgaste de la rosca sea demasiado grande. El siguiente dispositivo de fuerza se tiene que usar adecuadamente para su eficacia. Dispositivo de fuerza constante El mecanismo que con mayor frecuencia se utiliza, cuenta con dos trinquetes opuestos 35

uno en contra de otro y sus caras dentadas se mantiene juntas mediante la fuerza de un resorte, los dientes de lo trinquetes tienen forma de cuña, un flanco tiene una pendiente ligera, el otro una aguda.

Cuando la perilla externa del trinquete se gira en sentido horario, ambos trinquetes giran juntos, hasta que la fuerza de medición rebasa cierto límite, cuando la fuerza de medición excede ese límite, los trinquetes dentro de la perilla giran y se deslizan inútilmente emitiendo un sonido, el girar la perilla en sentido anti horario impide que haya deslizamiento entre los trinquetes, ya que los dientes de los mismos se bloquean sobre los flancos agudos. A continuación los componentes internos del tambor son: Resorte espiral Trinquetes Perilla moleteada Resorte de tensión El tambor que permanece en contacto con el resorte de las fuerzas necesarias para ambos mecanismos que dependen también del rango de medición son las sig: 36

Fuerza de medición en gramos:

Rango 0-100 mm 0- (4)pulg 100-300 mm (4) - (12)pulg 300-1000 mm (12) - (40)

Trinquete Fricción 400-600 gramos 800-1000 gramos 500-700 gramos 800- 1000 gramos 700-1000 gramos

Freno El freno prácticamente evita el movimiento del husillo contra el cilindro interior, y es utilizado para ajustar en cero, o cuando la lectura no puede tomarse con la pieza mantenida entre los topes de medición, el freno se puede clasificar en dos tipos: el de palanca (el más común) Fig. 3(c), y el de anillo, en el primero se inmovilizan el husillo mediante un tornillo o indirectamente por medio de una leva, el segundo tipo se inmoviliza mediante un anillo roscado.

Fig.3©

37

2.3-.DIFERENTES TIPOS DE MICROMETROS

La cabeza micrométrica consiste en un husillo, cilindro y tambor; algunas cabezas tienen un dispositivo de fuerza constante, ya sea un trinquete (matraca) o de fricción, pocas veces de usan solas, generalmente se usan instaladas en algún equipo o con un dispositivo de avance controlado fig.4 (b). Los micrómetros de interiores no tienen matraca, ver fig. 4 (a) Freno

Manguito

bdkbkbmncnncnc Yunque

Fig. 4 (a)

Yunque

Escala Graduada

Fig.4(a)

Fig. 4 (b) Micrómetro de Ext. 38

Micrómetro de Interiores: Tienen algunas aplicaciones específicas así como los micrómetros de exteriores y los hay en los siguientes tipos: Tubular, Calibrador, y de 3 puntos de contacto: el tubular: Consiste en una barra simple, y está disponible en muchos tamaños, con longitudes máximas de medición desde 50mm (2) pulg hasta 100mm (4) pulg en incremento de 25mm (1) pulg el recorrido del husillo es de 25mm (1) pulg, y los hay también con extensión tipo barra la máxima, longitud de medición va desde 100mm (4) pulg hasta 5000mm (200) pulg, la extensión tipo barra va desde 50 hasta 1500mm. Fig.4 (c)

el micrómetro tipo calibrador: Tiene el husillo que pasa a través de un tubo al cual está montada la punta fija, este tubo tiene un cuñero dentro del cual la cuña dentro del casquillo interior se ajusta de modo que la punta no gire en dirección radial pero puede moverse a lo largo del cilindro para realizar el ajuste, las graduaciones están dadas en la dirección 39

opuesta respecto de un micrómetro normal de exteriores. Fig.4 (d) el micrómetro de interiores de 3 puntos: Este tipo de micrómetro, miden el diámetro de interiores con solo 2 puntos de contacto, este micrómetro se alinea así mismo con el eje del agujero atreves de los 3 puntos, (topes de contacto), los cuales están igualmente espaciados. Fig.4 (e)

Fig.4 ©

Fig.4 (e)

Fig.4 (d)

40

Micrómetros de profundidades: Estos micrómetros son útiles para medir, agujeros, escalonamientos y ranuras. Los hay de la siguiente forma:
Tipo varilla simple
Tipo varilla intercambiable
Tipo varilla seccionada El que es el más usado de estos 3 tipos es el de varilla intercambiable. Tipo varilla simple; el rango de medición (recorrido del husillo) es de 25mm (1) pulg la superficie externa del husillo sirve como cara de medición. Tipo varilla intercambiable; el husillo por donde pasa esta varilla es hueco, y la base tiene una superficie finamente lapeada en un extremo, el otro extremo está sujeto al husillo. Tipo varilla (intercambiable, con diversas longitudes; los tamaños y planitud de la base son similares a los de tipo de varilla simple para interiores, el rango de medición estándar es de 0 a 150mm (6) pulg, algunos pueden medir una profundidad de hasta 300mm (12) pulg.fig.4 (f) 41

Fig.4 (f) Micrómetros digitales: Un instrumento de medición que es capaz de proporcionar valores digitales, elimina así la necesidad de que el inspector emita un juicio de leer la escala, con el objeto de obtener lecturas digitales, es necesario obtener un dispositivo o mecanismo el cual convierta la lectura analógica en digital, los micrómetros con lecturas digitales que proporcionan lecturas directas utilizan un contador mecánico o incluso electrónico, y los micrómetros electrónicos detectan fácilmente el desplazamiento del husillo con un codificador rotatorio y proporcionan lecturas con una resolución de 0.001mm (0.0005) pulg. fig.4 (g)

Fig.4 (g)

42

Micrómetros con contador mecánico: Este mecanismo se emplea no solo para los micrómetros normales de exteriores, sino también para los micrómetros de interiores las cabezas micrométricas, micrómetros de profundidades, y otros micrómetros para fines especiales. Cada anillo del contador los dígitos del 0 al 9 inscritos a su alrededor, la mínima división decimal indica una unidad de 0.01mm, por lo tanto una revolución completa del anillo contador (diez dígitos) corresponde a una longitud de 0.1mm si el husillo tiene un paso de rosca de 0.5mm (lo que significa que una revolución del husillo corresponde a 0.5mm de desplazamiento lineal del husillo) entonces para indicar una unidad de 0.01mm el anillo contador para el mínimo digito debe de girar cinco revoluciones por cada vuelta del husillo. Fig.4 (h)

Fig.4 (h) 43

Micrómetro de puntas Este tipo de micrómetro tiene ambos topes en forma de punta, y se utiliza para medir el espesor del alma de brocas, el diámetro de raíz de roscas externas, ranuras pequeñas y otras porciones difíciles de alcanzar el ángulo de las puntas pueden ser: 15º,30º,45º o 60º. Las puntas de medición por lo general tienen un radio de curvatura de “x” ya que ambas puntas pueden no tocarse; un bloque patrón se utiliza para ajustar el punto cero, con el objeto de proteger las puntas, la fuerza de medición en el trinquete es menor que la del micrómetro estándar de exteriores. Fig.4 (i)

Fig.4 (i)

44

2.4-.MICROMETROS ESPECIAL

PARA

APLICACIÓN

MICROMETRO PARA TUBO Están diseñados especialmente para medir el espesor de pared de partes tubulares, tales como cilindros y collares. Los siguientes tipos están disponibles en: a-.) Tope fijo esférico b-.)Tope fijo y del husillo esférico c-.)Tope fijo tipo cilíndrico a-.) La superficie esférica permite medir el espesor de la pared de tubos y otras partes con paredes cilíndricas. Fig.5 (a) b-.)Este tipo es útil para medir el espesor de pared de tubos de forma especial con una superficie exterior no circular, lo que un husillo con tope plano no podría hacer.fig. 5 (b) c-.)Es utilizado para medir el espesor de la pared de tubos con pequeño diámetro interior, la forma del tope del husillo puede ser plana o esférica, requiere cuidado especial durante 45

la medición porque el tope largo y delgado está sujeto a flexión o deformación cuando se aplica una fuerza de medición excesiva.fig.5 ©

Fig. 5 (a)

Fig.5 (b)

Fig.5 ©

46

Micrómetro para ranuras En este tipo de micrómetro ambos topes tienen un pequeño diámetro con el objeto de medir pernos ranurados, cuñeros, ranuras, etc., el tamaño estándar de la porción de medición es 3mm, de diámetro y 10mm de longitud. fig.5 (d)

Fig.5 (d) Micrómetro para ceja de latas Está diseñado para medir los anchos y alturas de cejas de latas. Fig.5 (e)

Fig.5 (e)

47

Micrómetros indicativos Este micrómetro tiene un indicador de caratula, y el tope del arco puede moverse una pequeña distancia en dirección axial, y la forma de su desplazamiento lo muestra el indicador.fig.5 (f) Este mecanismo permite aplicar una fuerza de medición uniforme a las piezas.

Fig.5 (f)

Micrómetro de Exteriores con Husillo no giratorio En este micrómetro el husillo no gira cuando es desplazado, debido a que el husillo no giratorio no produce torsión radial sobre las caras de medición, el desgaste de las mismas se reduce notablemente. Es adecuado para medir piezas frágiles, con recubrimiento o piezas con características 48

que requieran una posición angular especifica de la cara de medición del husillo. A su vez el micrómetro con husillos no giratorios se usan en los siguientes tipos de micrómetros: Micrómetro con doble tambor; en este micrómetro la superficie graduada del tambor esta al ras con la superficie del cilindro en que están grabadas la línea índice y el vernier. Fig.5 (g)

Micrómetro de cuchillas; con este micrómetro se miden ranuras angostas, cuñeros y otras porciones difíciles de alcanzar. Fig.5 (h)

fig.5 (g)

Micrómetro tipo discos (para espesor de Papel)

Está conformado por un husillo no giratorio con el objeto de eliminar torsión sobre las superficies de la pieza, por lo cual es adecuado para medir papel y piezas delgadas.fig.5 (i)

Fig.5 (i)

49

Micrómetro para ranuras de interiores Este micrómetro es útil para medir anchos y posiciones de ranuras internas, (por ejemplo sellos o empaques) en un equipo hidráulico. fig.5 (j)

Fig.5 (j)

Micrómetro con topes del arco en v Este micrómetro es útil para medir el diámetro de herramientas de corte (machuelos, fresas etc.) fig.5 (k) Que cuenten con un número impar de puntas de corte, los diámetros medidos pueden leerse directamente del micrómetro e incluso obtenerse de una tabla de conversión.

Fig.5 (k)

50

Micrómetro para espesor de láminas Este micrómetro consiste en un arco alargado que mide el espesor de láminas en porciones alejadas del borde de estas, la profundidad del arco va de 100 a 600mm (4 a 24pulg).fig.5 (l)

Fig.5 (l) Micrómetro para dientes de engrane

Con el objeto de favorecer este requerimiento, de tener en nuestra maquina engranes correctamente fabricados con exactitud es, de total importancia la forma en que vamos a medir cada uno de estos, y para esto el micrómetro que mide los dientes es ideal 51

para checar cada uno de estos, ya que mide la longitud de la tangente de raíz, el espesor del diente y el diámetro sobre esferas.fig.5 (m) Hay diferentes tipos de micrómetros para dientes de engranes que se clasifican de acuerdo a sus aplicaciones: Para medir el espesor del diente Para medición sobre esferas con puntas de bola tipo calibrador, tipo disco, y tipo deslizable.

Fig.5 (m) Micrómetro para dimensiones mayores a 25mm (1 pulg.) Se tiene dos opciones: La primera utilizar una serie de micrómetros para mediciones de 25 a 50mm (1-2) pulg, 50-75mm (2-3) pulg, la otra consiste en utilizar un micrómetro con un rango de 52

medición de 0- 25mm (0-1) pulg y arco grande con tope de medición intercambiable. Fi. (A) (A1, A2, A3)

Fig. (A)

Fig.(A1,A2, y A3 )

53

“METODO DE CALIBRACION DE MICROMETROS DE EXTERIORES”

3.1 3.2 3.3

PROCEDIMIENTO DE CALIBRACION ERRORES EN LA MEDICION REGISTRO Y MEDICION

3-Metodo de Calibración de Micrómetros de Exteriores 3.1 Procedimiento de calibración Uno de los primeros puntos importantes, es que el operario conozca bien el procedimiento de los micrómetros, para que antes de iniciar el procedimiento de calibración, se eviten errores obvios y se tenga calidad y limpieza en la calibración. Las siguientes características debe tenerlas en cuenta el operario: • Dejar que se establezca el instrumento a , +-20°c, (teniendo previamente esta temperatura en el laboratorio) • la limpieza (al llegar el equipo) • una inspección (verificar que trabaja correctamente) • ajuste (siempre y cuando lo requiera) Este procedimiento debe ser utilizado para llevar a cabo la calibración de micrómetros de exteriores con un tope fijo, con un intervalo de medición de “0” hasta 500mm (20) pulg y con resolución de 0,0254mm (0,001) pulg ó 0,00254mm (0,0001) pulg. Los intervalos de medición son de 25 en 25mm, y (1) pulg en (1) pulg hasta llegar a 500mm (20) pulg. 54

PROCEDIMIENTO Antes de iniciar la calibración inspeccione los siguientes puntos, y reporte cualquier condición del instrumento a calibrar que altere su funcionamiento, en caso de que el micrómetro presente condiciones que impidan por completo su calibración tal como, fallas en el mecanismo que impidan el desplazamiento del husillo, o que las condiciones del tambor ó el cilindro impidan su lectura, reporte dichas condiciones. Primero que nada use guantes de tela, para evitar la dilatación al contacto directo con los bloques patrón o el instrumento. • Limpie el micrómetro con un paño suave que no suelte pelusa, en especial las superficies de medición. • Revise las siguientes condiciones que son: oxidación, golpes, limpieza etc. • Verifique las condiciones de las superficies de medición de los topes. • Cierre totalmente el micrómetro haciendo uso del trinquete o tambor de fricción, verificando que el cero del tambor coincida con la línea del cilindro, si no lo hace proceda a ajustar la lectura “cero”. • Verifique que los grabados y graduaciones del cilindro y del tambor estén libres de defectos que dificulten su lectura. 55

• Verifique bien la holgura entre el diámetro exterior del cilindro, y el diámetro interior del tambor siendo uniforme todo alrededor. • Revise el adecuado funcionamiento del trinquete o tambor, y a su vez verifique el funcionamiento adecuado del freno. Si se observa algún daño que requiera reparación, inspeccione nuevamente y calibre antes de liberar para su uso. Con ayuda de un soporte y de una balanza de resorte mida la fuerza de medición. Coloque una bola de acero entre el platillo de la balanza y el centro de la cara de medición del husillo en posición vertical de modo que la balanza indique cero, luego tome la lectura máxima de la balanza mientras gira el trinquete o tambor de fricción.fig(6a y b)

Fig.6(a)

Fig.6 (b)

56

• Verifique nuevamente el ajuste del cero (no debe haber desajuste). • Verifique el paralelismo de las superficies de medición, limpie con un pedazo de gamuza las superficies de medición del micrómetro, y el plano óptico, (el cual es una pieza cilíndrica hecha de vidrio transparentes planas y paralelas, y son usadas para medición de planitud y paralelismo de acuerdo a la interferencia de la onda de luz), coloque el plano óptico primero sobre la superficie del tope fijo, y luego sobre la superficie del husillo, presione de manera tal que aparezcan el menor número de franjas visibles, el numero de franjas sobre la superficie de medición es contado para determinar la planitud. Las paralelas ópticas que se usan para, verificar el paralelismo son cuatro, de diferentes espesores; 12,7mm (0,500) pulg , 12,8575mm (0,5062) pulg, 13,0175mm (0,5125) pulg, y 13,175mm (0,5187) pulg. • Adhiera o ajuste la paralela a la superficie del tope fijo luego ponga la superficie de medición del husillo en contacto con la paralela, como si estuviera midiendo su espesor. Él número de franjas visibles 57

sobre la superficie del husillo es contado para determinar el paralelismo.fig.6© 1 franja=0,3 µm (12) µpulg 2franjas=0,6 µm (24) µpulg, 3 franjas=1µm (40) µpulg, 4 franjas= 1,3 µm (50) µpulg Utilizando un pedazo de gamuza limpie cuidadosamente las superficies de medición del micrómetro así como los bloques patrón a ser utilizados para la calibración; con las siguientes dimensiones: 2,5mm (0,1) pulg, 5,1 mm (0,2) pulg, 7,7mm (0,3) pulg, 10,3mm (0,4) pulg, 12,9mm (0,5) pulg, 15,0mm (0,6) pulg, 17,6mm (0,7) pulg, 20,2mm (0,8) pulg,22,8mm (0,9) pulg, 25mm (1,0) pulg.

• Ahora bien inserte uno a uno los diferentes bloques patrón entre las superficies de medición, girando el tambor con el trinquete, tome la lectura y determine el error instrumental.fig6(d) • Repita el paso anterior cuatro veces más, imaginando la distancia entre dos líneas consecutivas del tambor, divídala en diez partes iguales o incluso, haga uso de las graduaciones vernier del cilindro cuando se tengan. Fig.6(e) 58

Fig.6©

fig.6 (d)

Fig.6 (e) Para micrómetros mayores de 25mm, hay que auxiliarse de un bloque patrón grado “0” de medida conveniente, y calibrar además la barra para ajuste del cero, como se muestra en la fig.6 (f, f’) y posteriormente verificar con el micrómetro. Fig. 6 (g)

Fig. 6(f)

fig. 6( f’)

59

Fig. 6(g) Para determinar la deflexión del marco bajo carga de 9,8 N (1kgf), se toma primero una lectura con el micrómetro cerrado sin carga y después una segunda lectura aplicando una carga al marco de 5kgf, la diferencia de lecturas se divide entre 5 (debido a que se reporta como fuerza con 1 kgf) y es el valor que se reporta.fig.6 (f)

Fig.6 (f)

60

Evaluación de resultados Determine el valor promedio de las cinco lecturas que se tomaron en cada dimensión. Compare los valores promedios obtenidos del error instrumental, así como los obtenidos de planitud, paralelismo, deflexión del marco y fuerza de medición con los criterios de aceptación, para determinar si el micrómetro satisface o no. Y para las barras de ajuste a cero determinar sus lecturas y anotar el promedio.

Elabore y pegue la etiqueta de calibración. En una serie de lecturas sobre una misma dimensión constante, se obtiene lo que se llama inexactitud o incertidumbre. La incertidumbre es un parámetro asociado con el resultado de una medida que caracteriza la dispersión de los valores que pueden ser razonablemente atribuidos al mensurando (el mensurando es el objeto que se somete a prueba o medición). El parámetro puede ser por ej: una desviación estándar, o el ancho de intervalo de confianza 61

Incertidumbre estándar: es la incertidumbre de los resultados de una medida expresada como una desviación estándar. Incertidumbre estándar combinada: Es la Incertidumbre estándar del resultado de una medición cuando el resultado se obtiene a partir de los valores de algunas magnitudes, igual a la raíz cuadrada positiva de una suma de términos, siendo estos las varianzas y covarianzas de estas otras magnitudes, de acuerdo a como el resultado de la medición varia con respecto a cambios en estas magnitudes. Incertidumbre expandida: Cantidad que define el intervalo (sobre el resultado de una medición), dentro del cual los valores que se podrían atribuir razonablemente a la medición, se espera que estén incluidos con un alto nivel de confianza. Factor de cobertura: Factor numérico, utilizado como multiplicador de la incertidumbre estándar combinada, con el propósito de obtener una incertidumbre expandida. Nota: el factor de cobertura K, normalmente se encuentra en el intervalo de 2 a 3. 62

Para determinación de la incertidumbre los laboratorios de calibración, reportamos como una ecuación con un factor de cobertura k=2 Para los cálculos de la incertidumbre se tienen dos componentes ____________ Uc =+/- √ (UA)2 + (UB )2 Incertidumbre tipo A esta dada por la formula ___ UA = S x t ÷ √ n Donde: “S” -. Desviación estándar “t” -. t de Studen para 1 desviación estándar de n mediciones. “n”-.numero de mediciones en que se toma la “S”

Incertidumbre tipo B, está dada por la formula ______________________ UB=√ √ (u1)2+(u2)2+(u3)2 +++++(un)2 Donde u1 = incertidumbre por la temperatura __ U1= 11,5 x 10-6 x L x 1°C ÷ √ 3 63

U2=incertidumbre por la diferencia temperaturas entre mensurando y patrón. __ U2 = 11,5 x 10-6 x L x 0,5°C ÷ √ 3

de

11,5x10-6 -.coeficiente de dilatación (promedio del acero con el que están hechos los micrómetros) L-.longitud del instrumento a la que se estima la incertidumbre. °C-.grados Celsius (diferencia a la temperatura de referencia de 20°°C) U3=incertidumbre por la resolución a la que se efectúa la medición __ U3= Resolución ÷ 2√ √3 U4=incertidumbre del patrón usado en la calibración u4=Uk=2 del patrón ÷ 2 U5= incertidumbre por el error de Abbe (despreciable por la forma de tomar las medidas) U6= incertidumbre por paralaje (despreciable por la forma de tomar las medidas) La fórmula para estimar la incertidumbre es la sig : 64

___________ Uc= +/- √ (UA)2 + (UA)2 Donde Uc = Incertidumbre Combinada Uk=2 = 2 x Uc Donde Uk = 2 Incertidumbre expandida con un factor de cobertura k=2 con un nivel de confianza del 95,45%. • Estimación de la incertidumbre para los micrómetros con resolución de 0,01mm • Tolerancias permitidas por Norma JIS B7502 (1994). Para 50mm - +/- 0,002mm para 500mm +/-0,008mm. Rango de la tolerancia: Para 50mm-0,004mm; para 500mm 0,016mm Desviación estándar 1/6 del rango Para 50mm- S= 0,004/6 =0,0007mm Para 500mm- S=0,016/6 = 0,0027mm Cálculos: Para 50mm

65

-

Contribución lab. Mejor capacidad A incent.medicion de medición

(UA) 2 50mm (s (0,0007 x 2 2 1,14) ÷ x t) ÷√5 2,2361 2 -6 (u1) (11,5 x 10 ----------x 50x1)2 ÷ √3 (u2)2(11,5 x 10-6 -----------x 50 x 0,5)2 ÷ 1,73205 (u3)2(0,001)2 -----------÷ 3,4641 (u4)2(0,00016)2 ---------÷2

____________

0,000 000 0,000 000 127 357 127 357 0,000 000 0,000 000 110 208 110 208 0,000 000 0,000 000 027 552 27 552

---------------------

0,000 000 083 338 0,000 000 006 400

____________

Uc=+/- √0,000 000 265 197 Uc=+/-√ √0,000 000 354 855 Uc=+/- 0,000516mm

Uc= +/- 0,00059mm

Uk=2= +/- 0,00103mm

Uk=2= +/- 0,00119mm

Desviación Estándar 1/6 del rango Para 50mm.-S= 0,004/6 = 0,0007mm Para.- 500mm-.S= 0, 016/6 = 0,0027mm

Cálculos: Para 500mm

66

Contribución lab. Mejor capacidad de a incent. Medición medición

(UA)2 (0,0027 x 2 500mm.-(S x 1,14) ÷2,2361 t)2÷√5 (u1)2.-(11,5 x ------------10-6 x 500 x 1)2÷√3 (u2)2.-(11,5 x 10-6 x 500 x 0,5)2÷√3 (u3)2.(0,001)2÷2√3 (u4)2.(0,00050)2÷2

0,000 001 0,000 001 894 894 762 762 0,000 011 0,000 011 020 020 844 844

-------------

0,000 002 0,000 002 755 755 210 210

--------------

-----------

--------------

-----------

____________ Uc=+/- √0,039 015 670 816

0,000 00 0083 338 0,000 000 062 500

____________ Uc=+/- √0,000 015 816 654

Uc= +/- 0,00396mm Uc= +/- 0,00398mm Uk=2= +/- 0,00792mm Uk=2= +/- 0,00795mm

Estimación de la incertidumbre para barras de ajuste a cero (se usa la resolución de 0,001mm) Tolerancias permitidas por norma JIS B-7502 (1994). Para 50mm.-+/- 0,002mm, y rango de la tolerancia para 50mm.- 0,004mm Desviación estándar 1/6 del rango; Para 50mm.-S=0,004÷6 =0,0007mm

67

Para 500mm-.S=0,041÷6=0,0068mm Cálculos: (UA)2 50mm.(S x t)2÷√5 (u1)2.-(11,5 x 10-6 x 50 x1)2÷√3 (u2)2.-(11,5 x 10-6 x 50 0,5)2÷√3 (u3)2.(0,001)2÷2√3 (u4)2.(0,00016)2÷2

(0,0007 x 0,000 000 0,000 2 1,14) ÷2,2361 127 357 000127 357 --------------0,000 000 0,000 000 110 208 110 208 --------------

0,000 000 0,000 000 27 027 552 552

-------------------------------

____________ Uc=+/-√ √0,000 000 265 117 Uc=+/- 0,000515mm Uk=2= +/- 0,00103mm

0,000 000 083 338 0,000 000 006 400

____________ Uc=+/-√ √0,000 000 354 855 Uc= +/- 0,000596mm Uk=2= +/- 0,00119mm

Normalmente a los micrómetros para medición de exteriores con alcances mayores a los 25mm,0 (1pulg=25,4 pulg) el resultado de la calibración de la barra para ajuste a cero que los acompañan se reporta en el mismo informe de calibración del micrómetro. Referencias sobre el método de calibración Normas: JIS B7502, JIS B-7508 ISO 3611, BS 870, BS 859, DIN 863-1, DIN 863-4, FED. SPEC. GGG C105, NOM CH- 93. 68

Ejemplo, de captura de datos fig. 6(g)

Fig. 6(g) 69

3.2 ERRORES EN LA MEDICIÓN Para saber más acerca de los errores que se cometen en la calibración, es bueno conocer que los provoca, mencionaremos algunos factores de suma importancia: Fig.7(a) 1-.error de paralaje 2-.principio de abbe 3-.ley de hooke 4-.deformacion de hertz 1-. Error de paralaje: causa errores de medición cuando hay una diferencia de altura entre dos superficies graduadas, y en este caso la alineación aparente de las líneas de graduación difieren según la posición del ojo. 2-. Principio de abbe: en 1890 Ernst Abbe propuso “máxima exactitud puede obtenerse únicamente cuando el eje del instrumento está alineado con el eje de la pieza que está siendo medida”, así que se debe tener cuidado con el alineado de la pieza. 70

3-. Ley de hooke: esta ley tiene relación con el esfuerzo y deformación dentro del límite elástico, el esfuerzo de un sólido elástico es directamente proporcional a la deformación que se le aplica. 4-. Deformación de hertz: cuando dos superficies hacen contacto en un punto a lo largo de una línea y son presionadas una contra otra por una fuerza de medición. Otro de los errores que sin duda nos genera problemas lógicos, se les conoce como ,Puntos Bessel y Airy, cuando una barra larga esta soportada horizontalmente, tal como una barra de referencia utilizada para ajustar el cero de un micrómetro de exteriores con gran longitud de medición o un micrómetro tubular de interiores, la cantidad de flexión debida a su propio peso varia de tal manera que depende de la posición de los soportes, esta variación puede ser causa de los errores de medición el primero se aplica cuando dos puntos soportan una barra, estos minimizan la contracción de la longitud total, y este método es adecuado para soportar micrómetros tubulares de interiores y reglas patrón, también son utilizados cuando un extremo de un patrón hace un punto de contacto con una superficie medida. El segundo punto se utiliza para soportar bloque71

patrón o barras como referencia, de modo que las caras extremas queden paralelas. Otro de los factores es la temperatura en la que se hacen las mediciones, es decir si se está en la temperatura correcta no variaran nuestros resultados. Esta consideración es importante cuando se requiere una gran exactitud en la medición, durante la medición de una pieza larga o cuando vaya a medir una pieza que está hecha de un material diferente al del instrumento, la temperatura estándar internacional para la medición es 20ºc. Es de total importancia la temperatura ya que los objetos se contraen o expanden con cambios en la temperatura. Tanto la pieza y el instrumento de medición, requieren un periodo largo para estabilizarse térmicamente a la temperatura estándar. Es importante conocer el error del instrumento ya que, compensando el error pueden obtenerse mediciones más exactas, y este se puede determinar por medio de la calibración, el error instrumental para cada instrumento tiene un valor máximo admisible establecido en normas o por especificaciones de los fabricantes. Otro de los errores que sin duda son sencillos, pero comunes puede ser la redacción del proceso de calibración, es importante usar palabras comunes y explicar los términos 72

técnicos, la explicación de los términos técnicos puede hacerse mediante un glosario, después del término, también incluir la explicación de abreviaturas cuando estas se usen, y con ello evitar que se malinterpreten los términos y nos generen errores. Y si solo una persona va a registrar y al mismo tiempo a calibrar, lo mejor será concentrarse, para evitar poner un dato incorrecto o incluso, error de dedo, también su visión tiene que ser lo más clara posible, alguien que padece de la vista difícilmente va a tener éxito en la calibración; otra característica importante es, el pulso, si no se tiene buen pulso o suda demasiado nos provocara conflictos y por ende errores. Por último para evitar errores comunes, el equipo se debe tratar correctamente y estar lo más limpio posible, y el uso de guantes para una calibración de calidad.

Fig.7(a) 73

3.3 REGISTRO Y MEDICION Es importante considerar algunos puntos que sin duda nos servirán para tomar un registro, adecuado de nuestra calibración, y medición del equipo sometido. Los siguientes puntos son:

a-.)Examinar visualmente el instrumento para checar si tiene algún daño. b-.)El área de calibración debe estar limpia y libre de polvo. c-.)El micrómetro será calibrado en un área cuya temperatura sea +-20° c. d-.)Limpiar los patrones de calibración y los topes de medición debe estar también limpio. e-.)Verificar la planitud de cada uno de los topes de medición con el plano óptico. f-.)Verificar que el micrómetro indique cero. g-.)Efectuar mediciones con el micrómetro sobre los bloques patrón, haciendo uso del 74

trinquete, y determinando el error instrumental en cada medición. h-.)Indique los resultados en la hoja de control correspondiente. i-.)Si los resultados salen de permitidas, colocar una nota control y verificarlo con el laboratorio, dando paso a reparación.

las tolerancias en la hoja de supervisor del un ajuste o

j-.)Pegar una etiqueta de calibración en el instrumento y la caja del mismo. El operador siempre debe pararse en el mismo lugar, de otra manera las condiciones producidas por la radiación del calor del cuerpo en los instrumentos de medición y las piezas de trabajo, y por la alteración del alineamiento del piso debido al movimiento del cuerpo, pueden afectar de alguna manera la exactitud de la medición. 1-.en el registro debe asegurarse que el valor obtenido, sea el anotado. 2-.la fecha debe ser anotada correctamente, el nombre del instrumento, (todos los datos correctos del equipo). 75

3-.cuando se tenga que efectuar una medición de especial exactitud, considere un par de detalles de las anomalías que ocurren durante la medición. 4-.registre los valores correctamente y no borre los datos una vez que los haya escrito, si mas tarde se corrigen datos, trace una línea y coloque la correcta. 5-. Asegúrese de que el personal de registro repita verbalmente el valor correcto en el momento de la lectura de datos.

6-. Asegúrese de registrar los nombres del operador del registrador y del instrumento de medición, el tiempo de iniciación /finalización, las temperaturas antes y después de la medición, el lugar donde se efectuó esta y el estado del tiempo. 7-. Repita verbalmente el valor dictado por el operador, y asegúrese que el valor registrado sea el mismo que el que repitió. (En un caso particular debe aun registrarse la condición emocional del operado). Por último haga una evaluación de los resultados; 76

1-. Determine el valor promedio de las 5 lecturas que se tomaron. 2-. Compare los valores promedio obtenidos del error instrumental, así como obtenidos de planitud, paralelismo y fuerza de medición, para ver si el micrómetro pasa la prueba de calibración. 3-. Colocar la etiqueta de aprobado según los datos obtenidos. Dicha etiqueta, dará la aprobación, rechazo, o tal vez uso limitado del equipo, también tendrá el número de identificación del informe. Es responsabilidad del metrologò llevar a cabo la calibración siguiendo fielmente el proceso descrito, y el llenar correctamente el formato, con todos los datos correspondientes, y después de pasar este formato se revisara y se le dará un numero para el informe del equipo ya calibrado con sus datos. El supervisor del laboratorio debe verificar que el servicio de calibración fue llevado a cabo correctamente, y que los datos asentados en el informe de calibración coinciden con los obtenidos por el técnico del laboratorio. Conforme los requerimientos de exactitud de un instrumento de medición aumentan, la dificultad de manufactura crece, aun si se usa un instrumento muy exacto, pueden ocurrir 77

errores de medición debido a la variación en las condiciones ambientales y los errores humanos Y no debemos olvidar, el uso de los guantes, durante la calibración, para evitar el contacto con los bloques patrón y el micrómetro, y así cumplir con la norma 17025 de calidad. En siguiente formato de registro nos ayudara a verificar el micrómetro sometido a calibración. Fig. 8(b)

78

Y cuando nuestro micrómetro contiene barras, las cuales necesitan ajuste a cero usaremos el siguiente formato para las barras. En la primera parte de la hoja se anotaran las desviaciones del micrómetro con sus respectivas barras y en la segunda parte se anotaran las desviaciones de las barras solas.fig 8©

El formato quedara lleno de la siguiente forma: como se muestra en las sig., figuras. 79

Fig. 8(d) y (d´) formato con Datos de calibración.

fig. 8(d)

Fig. 8 (d´) 80

“NORMAS”

4-. NORMAS En la actualidad las normas de calidad internacionales que rigen a las industrias, tales como las normas ISO 9000 y la norma ISO/TS 16949 requieren que los laboratorios de calibración, y de pruebas, demuestren competencia en las calibraciones que realizan. La acreditación bajo la norma ISO/IEC 17025 permite demostrar que un laboratorio cuenta con un sistema de calidad, qué es competente técnicamente y que cuenta con la capacidad de generar resultados técnicamente validos. Las empresas e industrias certificadas en ISO 9000 que requieren de servicios de laboratorios externos, preferiblemente procuran laboratorios acreditados bajo la norma ISO/IEC 17025,ya que se simplifica el seguimiento que se debe dar a dichos proveedores, según se indica en la norma ISO 9000 (elemento 7.6: Control de los dispositivos de medición y monitoreo) Además de cumplir con la norma ISO/IERC 17025, los laboratorios deben considerar normas, manuales de referencia y guías que puedan afectar su operación, tal como: 1-. Normas relacionadas a el área en que se desempeñara al laboratorio, por ejemplo, si 81

entre los servicios esta la medición con maquinas de coordenadas, es recomendable que el personal responsable conozca las normas relacionadas al aseguramiento de calidad en la aplicación de maquinas de coordenadas. 2-.Normas que dan los requisitos a cumplir para las instalaciones donde se pondrá el laboratorio. 3-.La guía para la expresión de la incertidumbre de las mediciones. Los laboratorios interesados se acreditan bajo normas nacionales o internacionales que marcan requisitos a cumplir por los laboratorios para mostrar su competencia. Los laboratorios en base a un protocolo de auditorías determinan si los laboratorios son competentes para ser acreditados o se acreditan bajo una norma nacional equivalente. La norma ISO/IEC 17025 se compone de dos secciones: la primera que regula la administración del sistema de calidad del laboratorio y la segunda sección que especifica los requerimientos de competencia técnica para los tipos de pruebas y/o calibraciones que el laboratorio realiza. La sección técnica, es la que diferencia la acreditación de los laboratorios de pruebas y/o 82

calibraciones de la certificación del sistema de calidad administrativos de las empresas industriales y/o servicios. Algunos ejemplos de la normalización, o de incluso el tener una norma como principal punto, es la hora oficial, la circulación de los vehículos por la derecha, los sistemas monetarios de cada país, el comportamiento comercial, etc. Al conjunto de estas reglamentaciones se le puede llamar en cierta manera normalización, la cual también es una forma de comunicaciónentre productor, consumidor o usuario, basada en términos técnicos, definiciones, símbolos, métodos de prueba y procedimientos, es además una disciplina que se basa en resultados ciertos, la normalización técnica fue considerada, hasta hace algunos años, como efecto de la industrialización y el desarrollo. En la actualidad se dice que es la causa o motor que se apoyan la industrialización y el desarrollo económico. En resumen la normalización es el proceso de elaboración y aplicación de normas; son herramientas de organización y dirección, la asociación estadounidense para pruebas de 83

materiales (astm, por sus siglas en ingles) define la normalización como el proceso de formular y aplicar reglas para una aproximación ordenada a una actividad específica para el beneficio y con la cooperación de todos los involucrados. La norma va muy de la mano, es la misma solución se adopta para resolver un problema repetitivo, una referencia respecto a la cual se juzgara un producto o una función, y en esencia, es el resultado de una elección colectiva y razonada la especificación puede ser una norma, pero generalmente es parte de una norma, por ej: El contenido de humedad de un producto es una exigencia que se debe cumplir, pero la norma puede tener más exigencias. Cuando iniciamos un trabajo de normalización y tenemos que situar a nuestro objeto por normalizar en un contexto general nos vienen a la mente una serie de relaciones que es necesario definir y catalogar por importancia, de aquí surge el concepto de espacio de la normalización. ISO que significa (organización internacional de normalización),el casco (comité de evaluación84

de la conformidad) es el responsable del desarrollo de cada una de las normas y guías internacionales, las normas internacionales se redactan de acuerdo a las reglas establecidas, con aprobación del 75% de los organismos nacionales de derecho a voto.

Objetivos y campos de aplicación Esta norma no está destinada a ser utilizada como la base para la certificación de los laboratorios, la certificación de un sistema de gestión en esta norma designa los sistemas de la calidad administrativos y técnicos que rigen las actividades de un laboratorio, a veces también se denomina registro. (ensayoprueba). Organización 1-.Entidad con responsabilidad legal 2-.Responsabilidad de realizar los ensayos y calibración así como cumpliendo la norma correspondiente, y organizaciones que lo reconocen. 3-. El sistema de gestión debe cubrir el trabajo realizado dentro y fuera del laboratorio. (El 85

personal identificado, no debe mezclar su trabajo con el que no es de su área)

4-. Definir responsabilidades del personal para identificar potenciales.

El laboratorio debe estar constituido por lo sig.:
Personal directivo y técnico; y su material para trabajar correctamente mantenimiento.
Medidas para evitar distracción, y que provoque un trabajo de baja calidad.
Tener políticas para evitar indiscreciones en la información confidencial de clientes o de los ensayos, políticas las cuales puedan intervenir en la confianza, competencia, imparcialidad, juicio e integridad operativa.
Organización y estructura, ubicación adecuada en servicios de apoyo y operaciones técnicas; especificar responsabilidad, autoridad e interrelación todo el personal que dirige, realiza y verifica la calidad del trabajo.
Proveer adecuada supervisión al encargado de las pruebas y con los resultados, tener 86

dirección técnica con la responsabilidad para las operaciones técnicas y equipo necesario para una buena calidad.
Nombrar a una persona responsable de calidad.
Nombrar sustitutos, asegurarse también del personal el cual debe estar consciente de su importancia y responsabilidad de actividades.
La alta dirección debe saber si hay buena comunicación dentro del laboratorio.

Sistema de gestión El laboratorio debe tener documentado programas, políticas e instrucciones y estas deben estar al alcance del personal, las políticas deben ser definidas en un manual, los objetivos deben incluir lo sig.:

1-. Compromiso de la dirección con práctica profesional y con calidad en sus pruebas. 2-. Declaración de la dirección con respecto al tipo de servicio ofrecido. 87

3-. El propósito del sistema de gestión a la calidad. 4-. Todo el personal debe estar relacionado con actividades de prueba dentro del laboratorio y familiarizado con la documentación de calidad política y procedimientos. 5-. Compromiso de la dirección de cumplir la norma y mejorar el sistema de gestión. La alta dirección tendrá evidencias con el desarrollo, y también comunicará la importancia de satisfacer los requisitos de clientes y reglamentarios, y el manual de calidad hará referencia a los procedimientos de apoyo y debe descubrir la documentación utilizada en el sistema de gestión y en dicho manual estarán definidas las funciones y responsabilidades de la dirección técnica y del responsable de calidad y asegurarse del cumplimiento de esta norma, y así poder hacer todo con un orden manejando siempre cada lineamiento y control de documentos. El laboratorio llevará un control de toda la documentación; reglamentación, normas, métodos de calibración, dibujos, el software, instrucciones y manuales. Los procedimientos tiene que asegurar que: 88

Las ediciones autorizadas estén disponibles y se llevan a cabo en el laboratorio., que los documentos son examinados periódicamente para asegurarse de su cumplimiento, y los documentos no validos u obsoletos ponerlos aparte para evitar su uso, marcando los documentos no validos, y los que en general deben ser identificados con fecha de emisión y poder identificar si ya se revisaron. La ley federal sobre metrología tiene por objeto el sistema general de unidades de medida, y el precisar los conceptos que son fundamentales, establecer los requisitos de fabricación de los equipos de medición y patrones. Además el CENAM (Centro Nacional de Metrología) tiene que ser un organismo de alto nivel técnico en la materia el regular todo lo que tenga que ver con la metrología, es otra de las funciones de la ley también, todo lo que respecta a la acreditación, normalización, verificación y certificación, es importante la transparencia de Normas Oficiales Mexicanas y de Normas Mexicanas. Y los conceptos* que maneja la ley son algunos de los sig: Calibración:

89

Es el conjunto de operaciones que determina los errores de un instrumento para medir. Acreditación: Es el acto por el cual una entidad de acreditación reconoce la competencia técnica y confiabilidad de los organismos de certificación como, el laboratorio de pruebas. Certificación: Procedimiento que asegura un producto o servicio que se ajusta a las normas o lineamiento. Evaluación de la conformidad: Comprende los procedimientos de muestreo, prueba, calibración, certificación y verificación. Medir: Es el acto de determinar el valor de una magnitud. Método: Es la forma de realizar una operación del proceso y su verificación. Norma mexicana: la que elabore un organismo nacional de normalización, o la secretaria, en los términos de esta ley que prevé para su uso común repetido. 90

Norma oficial mexicana: la regulación técnica de observancia obligatoria expedida por las dependencias competentes. Conforme a las finalidades establecidas en el art.40 que establece reglas, especificaciones, atributos directrices, y características, prescripciones aplicables a un proceso, instalación etc.

Norma o lineamiento: es un documento normativo y emite un organismo internacional de normalización, reconocido por el gobierno mexicano, en los términos del derecho internacional. Patrón: medida materializada, que nos ayuda a definir o incluso realizar comparativo a otros instrumentos de medición. Personas acreditadas: son los organismos reconocidos por una entidad de acreditación para la evaluación de la conformidad.

Proceso: es el conjunto de las actividades relativas a las de un servicio o prueba. Verificación: es la comprobación mediante muestreo para evaluar la conformidad en un momento determinado. *conceptos obtenidos de la Ley Federal de Metrología

91

El sistema general de unidades de medidas se integra por: longitud-metro masa-kilogramo tiempo-segundo Temperatura termodinámica-el kelvin Intensidad de corriente elect.-ampere Intensidad luminosa-candela Cantidad de sustancia-mol Entre otras unidades aunque las mencionadas son las básicas, así como las suplementarias, las derivadas de las unidades base y los múltiplos y submúltiplos de todas ellas, que apruebe la conferencia de pesas y medidas. Del sistema nacional de calibración la secretaria autorizara y controlar a los patrones nacionales de la unidades básicas y derivadas, y coordinara las acciones tendientes a determinar la exactitud de los patrones e instrucciones para medir que utilicen los laboratorios que se acrediten. 92

La acreditación y la aprobación de los laboratorios se otorgaran por cada actividad específica de calibración. El CENAM (centro nacional de metrología) lleva a cabo funciones de alto nivel técnico en material de metrología, y es un laboratorio primario, y está integrado por: 

Consejo directivo



Director general



Personal de confianza



Operativo que se requiera. La norma oficial establece las características que reúne los procesos cuando estos puedan constituir un riesgo para la seguridad de las personas o dañar la salud y para la prevención de recursos naturales. Recuerde que para poder establecer un sistema adecuado debe tenerse presente que el seguimiento de las guías de ISO 10012 (Sistema de confirmación metrológica para equipo de medición), asegurar que los 93

requerimientos de ISO 9001 son satisfechos, y forman la base de cumplimiento con ISO 17025. En algunos casos se han desarrollado sistemas demasiado complicados que deberían ser depurados como parte del proceso de mejora. Básicamente la norma ISO/IEC 17025 fue creada para marcar las directrices del sistema de calidad, y uno de los conceptos que involucra la medición es, la trazabilidad y la incertidumbre. Trazabilidad: está definida como una cadena ininterrumpida de comparaciones de tal manera que relacione los productos medidos a los patrones internacionales primarios del Sistema Internacional de Unidades (SI). Un laboratorio tiene que tratar de mantener la trazabilidad en todas las calibraciones, y mediciones que realice. En la siguiente cadena se muestra, como se establece la trazabilidad a un patrón nacional Fig. 9(a) Para toda calibración, en la cadena de trazabilidad debe contarse con evidencia documentadas incluyendo detalles de los componentes significativos del total de las incertidumbres y el método de combinación de esos componentes. 94

Se puede proporcionar evidencia documentada de la trazabilidad, obteniendo las calibraciones de una fuente formalmente acreditada.

Fig. 9(a) Y un ejemplo más claro de una acreditación para que un laboratorio opere correctamente, es decir aprobado para toda calibración confiable se muestra en la sig. Fig. 10, el cual como se puede observar tiene los datos y vigencias permisibles para calibrar. 95

Fig. 10

96

97

“CUIDADOS GENERALES DE UN MICROMETRO”

5-.CUIDADOS GENERALES DE UN MICRÓMETRO Así como en cada inspección o calibración de un equipo, se debe tener determinados cuidados para evitar un desgaste mayor en los micrómetros, en la medida que se cuiden será la vida útil del mismo. Siempre se debe medir adecuadamente, y verificar su estado desde un inicio, y como en cada uno de los puntos que se verán mas a detalle, cuidar nuestro equipo de trabajo.fig 10(a) a)verifique el tambor girándolo suavemente, su funcionamiento debe ser libre sin pegarse al cilindro, y el trinquete y freno deben hacer su función. b)quitar el polvo y aceites de las superficies de medición, y si alguno de los topes presenta alguna ralladura, se debe utilizar una piedra de aceite de grano fino (ej:arkansas) c) cuando se hagan las mediciones verifique periódicamente que el punto cero este donde le corresponde. d)y si no coincidiera el cero con la línea de referencia, mantenga el trinquete entre el dedo pulgar y medio. gire suavemente el trinquete 1 ½ o 2 vueltas, y entonces cheque nuevamente 98

que la línea coincida con el cero, repita si es necesario hasta lograr alinear el cero. e)cuando se esté operando con el micrómetro, hay que considerar que los cambios de temperatura no afecten, como son calor radiante, corrientes de aire, luz solar directa, las cuales podrían alterar nuestra temperatura notablemente. f) cuando se esté midiendo alguna pieza con el micrómetro debe tener especial cuidado para; prevenir juego del husillo, aplicar una fuerza de medición apropiada, y también se debe considerar que las piezas de medición estén paralelas y planas. Fig. 10. (b) g)cuando una pieza pesada esta sobre una maquina, y se pretende medir con un micrómetro lo recomendable, es que, oriente cuidadosamente el punto de apoyo, sobre todo cuando la longitud de medición excede 300mm. h)evite errores de paralaje observando desde el ángulo correcto. i) mueva el husillo girando únicamente el tambor, nunca gire el micrómetro sujetándolo del tambor. j) nunca debe medir una pieza que este en movimiento, debe parar antes la maquina, limpiar la pieza que va a medir y después colocar adecuadamente el micrómetro. 99

k) no forcé para girar el tambor una vez que tiene puesto el freno, ya que puede dañarlo seriamente. Para cada uno de estos cuidados, hay que tomar en cuenta la disciplina de cada uno de los operarios. No olvide usar sus guantes en cada una de las pruebas de calibración. Como se explico anteriormente el buen uso del micrómetro nos dará, ya sea la medida correcta como también la confianza de medición.

Fig. 10 (a)

Fig. 10 (b)

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Conclusiones Se ha llegado a la conclusión que cuando se usan instrumentos calibrados, se tiene una mejor eficiencia tanto en las mediciones, como en la vida útil del instrumento, ya que un instrumento manejado adecuadamente, nos dará seguridad de productos o servicios que se ofrecen, y cada vez son mas las razones por las que llevan a los fabricantes a calibrar sus equipos de medición, con el fin de: 1-. Mantener y verificar el buen funcionamiento del equipo. 2-. Responder a los requisitos establecidos en las normas de calidad. 3-. Garantizar la fiabilidad de las medidas. Con ello las ventajas de un cuidado y calibración del equipo son: A-.disminución de tiempo muerto. B-.mayor duración de equipos. C-.uniformidad a la carga de trabajo para el personal de mantenimiento debido a una programación de actividades. D-.menor costo de las reparaciones. En todas las industrias es importante la disminución de costos, ya que esto se vera reflejado en; el aumento de las utilidades, dicha disminución se tiene, sin comprometer la calidad del producto, para evitar el envejecimiento de los componentes, se tienen que considerar sus recalibraciones para una mayor eficiencia en nuestros instrumentos de trabajo. 101

Bibliografía

Metrology Handbook 2005 The Science of Measurement Nobuo Suga

Mitutoyo

Metrología Dimensional 1998 Carlos González González

Mc. Graw Hill

Teoría del Taller Henry Ford Instituto de Metrología Mitutoyo Calibración de Instrumentos Arteknika Organización y mediciones de errores Andrés M. Karcz Marcombo Enfrentando el Desafío Global de la Calidad Rocío Marbán y Clemens Senetra

PTB

NOM-008-SCFI-1993 Sistema General de Unidades De medida. 102

NMX- Z-055-1997 IMNC Metrología Vocabulario de Términos fundamentales y generales. NMX-CH-140-1996 IMNC guía para la medición de la incertidumbre. NMX-CH-099-IMNC-2005 Instrumentos de medición Dimensional. PROY-NMX-CH-001-IMNC-2004 Temperatura de Referencia Normalizada. Reglamento de la ley Federal sobre Metrología y Normalización. NMX-EC-17025-IMNC-2006

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